190402. lajstromszámú szabadalom • Készülék folyadékszint szabályozására
1 1 . 190 402 2 A találmány tárgya készülék folyadékszint szabályozására, amely átfolyással működtetett korrekciós csatlakozással van kialakítva, amely csatolóvezetékhez csatlakoztatott gyűjtőtartályt, érzékelőtartályt, ellenőrző csővezetékkel ellátott folyadékérzékelő egységet és szabályozószelepet vezérlő hidraulikus szervohajtást tartalmaz. A találmány szerinti készülék különösen gőzturbinák hőrekuperációs rendszereiben a kondenzátum szintjének szabályozására szolgál. Folyadékszint és folyadékelvezetés szabályozására szolgáló eddigi megoldások a szabályozott rendszer kapacitásából kiindulva vagy azon fizikai elv alapján különböztethetők meg, amellyel a folyadékszintnek' megfelelő információ a szabályozási hurok megfelelő tagjain keresztül továbbítódik, vagy pedig annak alapján, hogy milyen módszerrel végzik a szintérzékelőhöz csatlakozó szabályozó .körben a jelek feldolgozását. A szintszabályozáshoz kialakított szabályozási hurkok legrégebbi típusához sorolhatók a követendő szint felületén mozgó úszók követésén alapuló megoldások. Ezekben a megoldásokban a folyadék szintjéről tanúskodó információt általában erővé alakítják a felhajtóerő felhasználásával. Ebből a célból a folyadékba olyan testet merítenek, amely a felhajtóerő hatására felfelé mpzog, vagyis a követendő folyadékszinten van. A legegyszerűbb berendezésekben, ahol nincs szükség nagyobb erőkifejtésekre, lehetséges az is, hogy az úszótestre ható felhajtóerő alapján a szabályozást biztosító szelepet egyszerű áttétel révén nyitják vagy csukják. A mai technikai gyakorlat szerint a folyadékszint szabályozására általában elektromágneses szabályozási hurkot alakítanak ki, amelyben a követendő folyadékszint magasságáról szóló információ megfelelő érzékelő működése révén eleve elektromos jelként jön létre, és az érzékelő által továbbított jelet megfelelő elektronikus szabályozó egységek dolgozzák fel, illetve erősítik, majd kívánt működést biztosító elektromechanikai berendezésre vezetik. Az elektromechanikai berendezés működésével általában eltolást biztosít és így szabályozó szelep fojtóelemét hozza működésbe. A folyadékszintről szóló információ továbbításának és feldolgozásának egy másik viszonylag egyszerű megoldása az, amikor hidraulikus teljesítményjelet állítanak elő a folyadékszintet követő fluid követőegység révén. Ez utóbbi turbulens folyadékáramlás kihasználásán alapul és megfelelő fúvókát alkalmaz. A fúvóka, mint jelforrás a követendő folyadékszintre merőlegesen helyezkedik el a folyadéknak letapogató fúvóka fölötti rétegében és a két fúvóka egymáshoz viszonyítva koaxiálisán van elrendezve. A turbulens folyadékáramlás érzékelésével a letapogató fúvóka fölötti folyadékréteg vastagsága, vagyis a folyadék szintje észlelhető és a letapogató fúvókából kiáramló anyag nyomásjele az esetek többségében elegendő ahhoz, hogy hidraulikus működtetésű állítóberendezés kívánt helyzetét előállítsuk. A működés alapja az a tény, hogy a turbulens áramlás megszűnésének mértéke a folyadékréteg vastagságával nagyjából arányos. Az állítóberendezés szabályozószelep mozgóelemét tudja megfelelő helyzetbe állítani. A folyadékszint szabályozására szolgáló fentiekben ismertetett szabályozási hurkok mindegyikét bizonyos hátrányos tulajdonságok jellemzik. Az eddig ismertté vált megoldások alapvető és közös hiányossága az, hogy a szabályozott rendszerről szóló információ, amely a szabályozási hurok bemenő jelét adja, olyan jelet képvisel, amelyet az adott érzékelő állít elő és amely a folyadékszint magasságának felel meg. Az ismertetett megoldásoknak ez a jellemzője oda vezet, hogy a zárt szabályozási hurokkal létrehozott rendszerben csak egyetlen visszacsatolás van és a rendszer stacionárius, valamint lényegében dinamikus viszonyai egyrészt a szabályozott rendszer üzemi állapotaitól és üzemmódjaitól erősen függnek, másrészt pedig a szabályozási hurokban alkalmazott elemek paramétereinek időbeli stabilitása alapvetően befolyásolja azokat. A szabályozási kör bevezetett teljesítménye és a dinamikus válaszjel előállítási gyorsasága közötti direkt összefüggés, a viszonylag nagy állítási erőigény és a szabályozó elemek hiszterézisének megszüntetése a szabályozási hurokban azt eredményezi, hogy az igy kialakított rendszerek további hátrányos jellemzőket mutatnak. A fluid közeggel kialakított hidraulikus szabályozási hurkok esetében további előnytelen jellemzőt jelent az is, hogy ebben a hurokban egyszerű külső beavatkozás révén a folyadékszint kívánt nagysága nehezen, vagy egyáltalában nem biztosítható. Az említett hiányosságok miatt a folyadékszint szabályozására szolgáló berendezések előnytelenek. Ezt kívánja megszüntetni a találmány szerinti, korrekciós csatlakozással ellátott berendezés, amely csatolóvezetékhez csatlakoztatott gyűjtőtartályt, érzékelőtartályt, ellenőrző csővezetékkel ellátott folyadékérzékelő egységet és szabályozószelepet vezérlő hidraulikus szervohajtást tartalmaz. A találmány szerinti készülék a folyadékszint szabályozási körét jellemző stabilitás általános javítására, a tartályban a folyadékszint külső beállítási lehetőségének biztosítására és egyúttal a folyadékszint szabályozására, a szabályozási hurokban elrendezett szabályozó elemekben kialakuló súrlódás miatt keletkező hiszterézis hatásának csökkentésére, a fojtószelep hiszterézisének minimalizálására, a túlszabályozási időtartam lecsökkentésére, a szabályozási hurokba juttatott szükséges teljesítmény csökkentésére és egyúttal a szabályozó elemek javításakor az egyszerű eljárási lépések lehetőségeinek biztosítására, valamint a nyomástartály konstrukciójába ilyen javítások és felújítások során a beavatkozás elkerülésére szolgál. A találmány szerinti, folyadékszint szabályozására szolgáló készülék lényege, hogy fojtószeleppel ellátott és a gyűjtőtartályra csatlakoztatott kompenzációs csővezetéket tartalmaz, ahol a kompenzációs csővezeték kiömlése az érzékelőtartály felső részébe van vezetve, míg az érzékelőtartály alsó része a korrekciós csatlakozás elvezetésével van összekapcsolva, a korrekciós csatlakozás csővezetékében szintérzékelő szelep van beiktatva és a szintérzékelő szelep Venturi-szelep töltőterével közlekedik, ahol a Venturi-szelep a gyűjtőtartály és a szabályozó szelep között van elrendezve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
